Aula Z Tecnologia 3r ESO

màquines de combustió externa


 Pertanyen a aquest grup la majoria de màquines de vapor. S'hi genera calor en una font d'alta temperatura a l'exterior de la màquina, que es transfereix a un circuit tancat d'aigua per tal de vaporitzar-la a extreure'n energia meca`nica a partir de l'energia del vapor a alta Potència i Temperatura.


Instal·lacions de vapor

Els elements principals d'una instal·lació de vapor són:

      • la caldera o generador de vapor
      • sobreescalfadors
      • turbines
      • rescalfadors
      • economitzadors
      • condensador
      • torre de refrigeració
      • xemeneia

combustió externa



Turbines de vapor


Una turbina de vapor és una màquina tèrmica que transforma l’energia del vapor en moviment giratori d’una roda d’àleps.

Actualment en la producció de treball a partir de treball no s'utilitzen els mecanismes de biela-manovella, sinó que la transformació de l'energia del vapor en energia mecànica es duu a terme mitjançant turbines, les quals accionen alternadors, en el cas de les centrals tèrmiques, o hèlix en el cas de grans vaixells.

Les centrals tèrmiques produeixen energia elèctrica a partir d’energia tèrmica.

1. A la caldera es crema el combustible, que pot ser carbó, fuel o gas natural. Mitjançant la combustió, l’energia química es transforma en energia tèrmica. La calor s’utilitza per transformar l’aigua en vapor a pressió i temperatura elevades.

2. El vapor d’aigua arriba a la turbina, entra a les toveres, s’expandeix, incideix sobre els àleps dels rodets i els obliga a girar.

La turbina porta un alternador associat, que transforma l’energia mecànica de rotació de la turbina en energia elèctrica.

3. Quan el vapor d’aigua ja ha cedit l’energia a la turbina, es fa passar per un condensador, que el retorna a l’estat líquid.

Una bomba impulsa aquesta aigua de nou a la caldera perquè el cicle torni a començar.


Existeixen bàsicament dos tipus de turbines:

    • turbines d'acció: el vapor es conduït cap a la turbina i passa per unes toveres que dirigeixen el vapor cap als àleps situats a la perifèria del rodet giratori, la gran pressió del vapor la fa girar.
    • turbines de reacció: tenen diversos rodets, uns de fixos i altres de giratoris col·locats alternativament. El vapor incideix primer sobre els àleps d’un rodet giratori i en fent-lo girar, però en sortir d’aquest i per la inclinació dels àleps és dirigit cap a àleps del rodet fix que també estan inclinats de forma que el dirigeixen de nou cap el següent rodet que serà giratori i així successivament. Els rodets tenen diàmetres creixents des de l’entrada del vapor a la sortida per aprofitar millor l’energia del vapor a mesura que perd pressió.

A les instal·lacions d'alta potència, no es transforma totalment l'energia cinètica en una sola turbina, ja que degut a l'excessiu salt adiabàtic, s'originen unes velocitats excessives. Per aquesta raó l'expansió del vapor se sol fer esglaonadament en tres etapes (els tres cossos de la turbina).


turbina

turbina de vapor



ACTIVITATS DEL QUADERN 2 - 7


Aula Z                            CONTACTA:  Mario Domenech i Conxita Sabartrés  Licencia de Creative Commons
Valid CSSValid html 4.01Valid WAI 1.0 AAA